Nanokristal katkılanmış yüksek termoelektrik verimli bixsbytez malzemelerinin SPS ile üretim süreçlerinin tasarlanması ve optimizasyonu

Termoelektrik malzemeler, sıcaklık farklarını elektriğe dönüştürme ve bu süreci tersine çevirme kabiliyetleriyle öne çıkarlar. Bir termoelektrik malzemenin verimliliği, boyutsuz verimlilik değeri (ZT) ile ölçülmekte olup, bu değer, Seebeck katsayısı, elektrik iletkenliği ve termal iletkenlik gibi faktörlere bağlıdır. ZT değerini maksimize etmek için, Seebeck katsayısı ve elektrik iletkenliği değerleri yüksek olmalı, ancak termal iletkenlik değeri düşük olmalıdır. ZT'yi en üst düzeye çıkarmak ise zor bir görevdir çünkü bir fiziksel parametreyi optimize etmek genellikle diğerini olumsuz yönde etkileyebilir. Bu çalışma, oda sıcaklığında görece yüksek bir ZT değerine sahip olan p tipi Bi0,5Sb1,5Te3 termoelektrik malzemesi üzerine sistemli bir araştırma sunmaktadır. İlk olarak, klasik ergitme katılaştırma ve spark plazma yöntemi (SPS) kullanılarak üretilen Bi0,5Sb1,5Te3 malzemesi, SPS parametreleri değiştirilerek optimize edilmiştir. Malzemenin karakterizasyonu ve termoelektrik ölçümleri gerçekleştirilmiş, elde edilen en yüksek ZT değerleri belirlenmiştir. Ardından, Bi0,5Sb1,5Te3 malzemesine TiC, silisyum ve cam eklemeleri yapılarak termoelektrik özelliklerde gelişim sağlanmıştır. Bu çalışma, termoelektrik performansın artırılması için yapılan materyal ve süreç optimizasyonlarına odaklanarak, Bi0,5Sb1,5Te3 tabanlı termoelektrik malzemelerin potansiyelini incelemektedir.